预应力混凝土管桩偏位实例分析与加固处理

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发布时间：2021-09-04

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预应力混凝土管桩偏位实例分析与加固处理
Analysis on the Deviation Case and Reinforcement Treatment
of the Prestressed Concrete Pipe Pile
周敏
zHoU Min
f浙江省城乡综合设计院有限公司．浙江杭州310005)
摘要：通过考虑基桩桩侧土的弹性抗力作用，对永跃大厦预应力混凝土管桩桩身偏位进行受力分析，并针对偏位程度的不
同，提出了不同的纠偏加固处理措施，最终取得了预期的效果。
关键词：预应力混凝土管桩；桩顶偏位；纠偏处理；静止土压力系数k。
中圈分类号：TU473．1 3 文献标志码：B 文章编号：1008—3707(2015)09—0023—06
预应力混凝土管桩具有造价低、施工速度快等
特点，近年来在多高层建筑基础设计中被广泛使用。
但是，因为预应力混凝土管桩在自身平面内抗弯刚
度较小，在基坑开挖阶段，当遇到较大的土体侧向压
力时，管桩很容易发生较大的水平侧移，造成桩身破
坏。此时若分析处理不当，盲目继续施工，往往容易
留下安全隐患甚至酿成工程事故。
1 工程概况
舟山市永跃大厦位于浙江省舟山市普陀东港新
区29—18#地块，距离朱家尖大桥往北约800 m处。
由一栋19层主楼和3层裙房组成，设1层地下室。
地下室层高5．0 m，主要用作汽车库及设备用房；地
上首层层高为5．0 m，主楼主要功能为大堂庭院，裙
房主要功能为商业网点；2层层高为5．0 m，主楼主
要功能为办公，裙房主要功能为餐厅和后勤用房；
3层层高为4．8 m，主楼主要功能为办公，裙房主要功
能为会议和附属用房；主楼4一l9层层高均为3．9 m，
主要功能为办公。主楼与裙房之间不设抗震缝。
工程总建筑面积25 383 m (其中地下部分建筑
面积约为4 324 m )，主楼结构高度为77．600 m。采
用全现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构，设计基本
地震加速度为0．10 g，地震分组为第一组，场地土类
别为Ⅳ类。框架及剪力墙抗震等级均为二级，填充
墙采用蒸压加气混凝土砌块。
1．1 i层分布
根据海军东海建筑安装工程中心勘测队提供的
《永跃大厦岩土工程勘察报告》(工程编号2o09—
04—0l0)，地基自上而下分布情况见表1。
各地基土层基础设计参数见表2。
表1 各土层主要物理力学参数
收稿日期：2015—05一l9
作者简介：周敏(1974一)，男，浙江杭州人，高级工程师，从事结构设计工作。
24 浙江建筑 2015年第32卷
1．2 水文地质条件
场区勘探深度(83．0 m)范围内地下水属上层
滞水，主要赋存于素填土底部和淤泥质黏性土层上
部。受大气降水竖向人渗补给及地表水体下渗补给
为主，径流缓慢。勘察期间，钻孑L稳定水位埋深
0．1～2．6 m。水位变化主要受大气降水影响，接受
大气降水垂直渗入补给。根据舟山区域水文地质资
料，结合气候和降水特点，明确地下室抗浮验算最高
水位宜从地表算起。
综合考虑施工工期和工程造价，桩型采用先张
法预应力混凝土管桩，锤击法施工。基础采用柱下
独立承台和墙下筏板承台。
裙房区域管桩采用PC—AB600(100)，桩身混
凝土强度等级C60，桩径600 mm，壁厚100 mm。桩
长48 m、4节，单桩竖向抗压承载力特征值R =
2 000 kN，桩端进入持力层(7号粉质黏土)深度≥
2．5 m。施工时以桩长控制为主，以贯人度(最后30
击，每10击贯人深度不大于80 mm)控制为辅。共
141根。
裙房区域底板另外增设209根PC—AB600
(100)抗拔桩，桩长15 m。以桩长控制为主，单桩竖
向抗拔承载力特征值R。=170 kN。共209根。
主楼区域框架柱下管桩采用PHC—AB800
(110)，桩身混凝土强度等级C80，桩径800 mm，壁
厚110 mm。桩长64 m、4节，共60根。
主楼区域核心筒下管桩采用PHC—AB800
(110)，桩身混凝土强度等级C80，桩径800 mm，壁
厚110 mm。桩长72 m、5节，共48根。
主楼区域所有单桩竖向抗压承载力特征值
均取4 350 kN；桩端进入持力层(9号粉质黏土)深
度≥2．5 m。施工时以桩长控制为主，以贯入度(最
后30击，每10击贯人深度不大于50 mm)控制
为辅。
设计要求建筑物最大沉降量不超过180 mm；主
楼核心筒与外围框架柱之间、主楼框架柱与裙房框
架柱之间、裙房框架柱之间沉降差均不超过0．3％。
为实现这一目标，设计人员采取以下措施：(1)主楼
核心筒下桩基进行变刚度调平设计(核心筒部位的
有效桩长比外围框架柱下的有效桩长加长8 m)；
(2)主楼与裙房之间设置沉降后浇带，该沉降后浇
带宜在两侧主体结顶后至少14 d方可进行浇灌。
采取上述措施后，建筑物的沉降量和沉降差计算均
能满足规范及设计要求。
2 问题出现
2010年2月开始施工本工程围护桩，围护桩
由两排4)800水泥搅拌桩止水帷幕和一排
4)1 000钻孔灌注桩组成。2010年5月围护桩施
工完毕。
2010年1月13日开始打工程桩试桩，试桩情
况良好。在整个工程桩施工过程中，除裙房北侧有
极少数工程桩欠送3～4 m外，其余基桩施工都比较
顺利。2010年6月采用堆载法进行桩基静载荷试
验，结果完全符合规范及设计要求。
2010年7月开始进行全面基坑开挖。但由于
在基坑开挖过程中，施工单位未能做到均匀、分层
开挖；也没有严格控制相邻基坑一次性开挖高差
小于1．0 m；更没有做到随挖随撑、实时监控。因
此自2010年7月20日起，就陆续有开挖后的较大
桩偏位报告汇报给建设单位